Circón

O circon é un mineral que pertence ao grupo dos nesosilicatos e é fonte do metal circonio. O seu nome químico é silicato de circonio(IV) e a súa fórmula química é ZrSiO4. Unha fórmula empírica que mostra algunhas das posibles substitucións no circón  é (Zr1–y, terras rarasy)(SiO4)1–x(OH)4x–y. O circón precipita de fundidos de silicatos e ten concentracións relativamente altas de elementos incompatibles de alta forza de campo. Por exemplo, o hafnio case sempre está presente en cantidades que van do 1 ao 4%. A estrutura cristalina do circón é do sistema tetragonal. A cor natural do circón varía entre a incolora, amarela dourada, vermella, marrón, azul e verde.

O nome circón deriva do persa zargun, que significa "de ton dourado". Os alemáns adaptaron esta palabra como Zirkon, e formas similares noutras linguas. Os circóns amarelos, laranxas e vermellos tamén se chaman "xacintos", procedente do nome da flor xacinto, de orixe grega.

 Propiedades 
esquerda|150px|miniatura|Fotografía de microscopio óptico; a lonxitude do cristal é duns 250 µm

O circón é bastante común na codia terrestre. Aparece como un mineral accesorio común en rochas magmáticas ou ígneas (como produtos de cristalización primaria), en rochas metamórficas e como grans detríticos en rochas sedimentarias. Os cristais grandes de circón son raros. O seu tamaño medio en rochas graníticas é duns 0,1–0,3 mm, pero poden tamén crecer ata acadar tamaños de varios centímetros, especialmente en pegmatitas máficas e carbonatitas. O circón é bastante duro (cunha dureza na escala de Mohs de 7,5) e quimicamente estable e por iso é moi resistente á meteorización. Tamén é resistente á calor, de modo que os grans detríticos de circón ás veces quedan conservados en rochas magmáticas formadas a partir de sedimentos fundidos. A súa resistencia á meteorización, xunto coa súa gravidade específica relativamente alta (4,68), fan que sexa un importante compoñente da fracción mineral pesada dos arenitos.

Debido ao seu contido en uranio e torio, algúns circóns sofren metamictización. Como están conectados cos danos internos da radiación, estes procesos distorsionan parcialmente a estrutura do cristal e isto explica parcialmente as propiedades altamente variables do circón. A medida que o circón queda cada vez máis modificado polos danos da radiación interna, a súa densidade diminúe, a estrutura cristalina altérase e a súa cor cambia.

O circón pode ter moitas cores, como o marrón avermellado, amarelo, verde, azul, gris e incoloro. A cor dos circóns pode ás veces cambiar por un tratamento con calor. Os circóns marróns comúns poden transformarse en incoloros e azuis quentándoos a 800-1000 °C. En sitios xeolóxicos, o desenvolvemento de cores rosas, vermellas e púrpuras no circón ocorre co paso de millóns de anos, se o cristal ten elementos traza dabondo como para producir centros de cor. A cor nesta serie vermella ou rosa aparece zonada en condicións xeolóxicas por riba de temperaturas de arredor 400 °C.

Estruturalmente, o circón consta de cadeas paralelas de tetraedros de sílice alternantes (os ións de silicio en coordinación catro con ións de oxixeno) e ións de circonio, cos ións de circonio grandes en coordinación oito con ións de oxíxeno.

 Aplicacións 
miniatura|Grans de tamaño de area de circón

O circón utilízase principalmente como opacificador, e foi usado na industria da cerámica decorativa. Tamén é o precursor principal non só do circonio metálico, aínda que esta aplicación é pequena, senón tamén de todos os compostos de circonio incluíndo o dióxido de circonio (), un importante óxido refractario cun punto de fusión de 2717 °C.

Outras aplicacións son o seu uso en refractorías e fundicións e un crecente conxunto de aplicacións especializadas como circonia e compostos químicos de circonio, como nas barras de combustible nuclear, conversores de combustible catalítico e nos sistemas de purificación da auga e o aire.

O circón é un dos minerais clave usados polos xeólogos en xeocronoloxía.

O circón forma parte do índice ZTR para clasificar sedimentos altamente meteorizados.

Utilízase como xema en xoiería, onde se considera pedra semipreciosa.

 Pedra semipreciosa 
miniatura|Unha xema de circón azul clara de 3,36 quilates

Os circóns transparentes son utilizados como pedras semipreciosas, debido á súa alta gravidade específica (entre 4,2 e 4,86) e brillo adamantino. Debido ao seu alto índice de refracción (1,92) foi utilizado ás veces como substituto do diamante, aínda que non presenta a mesmo xogo de cores que o diamante. O circón é a xema máis pesada, e afúndese rapidamente mesmo en líquidos moi viscosos. A súa dureza de Mohs está entre a do cuarzo e a do topacio, en 7,5 na escala de 10 puntos, aínda que por debaixo da de pedras artificialmente creadas polo home similares de circonia cúbica (dureza 9). Os circóns poden ás veces perder a súa cor inherente despois de seren expostos por longo tempo á luz do sol forte, o cal é pouco común nas xemas. É inmune ao ataque de ácidos agás o do ácido sulfúrico e só cando foi triturado ata convertelo en po fino.

A maioría dos circóns con grao de xema presentan un alto grao de birrefrinxencia, o cal, nas pedras talladas con cortes denominados de táboa e pavillón ou culataIGE Curso básico de gemologíaGemstone Facets: Terminology and Functions  (é dicir, case todas as pedras talladas), pode verse como a aparente duplicación do pavillón cando se ve a través da táboa, e esta característica pode utilizarse para distinguilos dos diamantes e as circonias cúbicas (CZ) así como dos vidros de cal sodado (vidro corrente), ningún dos cales mostra esta característica. Porén, algúns circóns de Sri Lanka presenan só unha lixeira birrefrinxencia ou ningunha, e algunhas outras pedras de Sri Lanka poden presentar unha clara birefrinxencia nun plano e pouca ou ningunha noutras partes da mesma pedra tallada. Outras xemas presentan tamén birrefrinxencia, de xeito que a presenza desta característica pode axudar a distinguir un determinado circón dun diamantge ou dunha circonia cúbica, pero non servirá para distinguilo de, por exemplo, unha xema de topacio. Porén, a alta gravidade específica do circón pode normalmente distinguilo de calquera outra xema e é unha proba de simple aplicación.

Ademais, a birrefrinxencia depende da talla da pedra en relación co seu eixe óptico. Se un circón se talla con este eixe perpendicular á súa faceta táboa, a birrefrinxencia pode reducirse ata ser indetectable a non ser que se vexa cunha lupa de xoieiro ou outros instrumentos ópticos de ampliación. Os circóns de maior grao tállanse para minimizar a birrefrinxencia.

O valor dunha xema de circón depende en gran medida da súa cor, transparencia e tamaño. Antes da segunda guerra mundial podían obterse circóns azuis (a cor máis valiosa) de moitos subministradores de xemas en tamaños entre 15 e 25 quilates; desde entón, pedras incluso de só 10 quilates pasaron a ser escasas, especialmente nas variedades de cor máis desexadas.

Creáronse circóns sintéticos no laboratorio mais só teñen un interese científico e nunca atoparon sitio no mercado da xoiería. Os circóns son ás veces imitados pola espinela e o zafiro sintético, pero non son difíciles de distinguir deles usando ferramentas simples.

 Distribución 
miniatura|esquerda|Tendencia da produción mundial de concentrados de mineral de circonio.

O circón é un accesorio común para buscar os constituíntes minerais de todos os tipos de rochas magmáticas, pero especialmente das rochas de tipo granítico e félsicas. Debido á súa dureza, durabilidade e a ser quimicamente inerte, o circón consérvase en depósitos sedimentsarios e é un constituínte común de moitas areas. O circón pode atoparse ocasionalmente como mineral traza en rochas intrusivas ultrapotásicas como as kimberlitas, carbonatitas e lamprófiros.

O circón forma concentracións de interese económico en depósitos areosos de minerais pesados, en certas pegmatitas e nalgunhas rochas volcánicas alcalinas raras, por exemplo a traquita Toongi de Dubbo, Nova Gales do Sur, Australia en asociación cos minerais de circonio-hafnio eudialita e armstrongita.

Australia é líder mundial na minería de circonio, producindo o 37% do total mundial e posuíndo o 40% dos "recursos demostrados económicos" (de explotación rendible) deste mineral. O maior produtor en África é a República de Suráfrica, cun 30% da produción mundial, o que a fai a segunda produtora do mundo despois de Australia.

 Datación radiométrica 

miniatura|Imaxe de SEM-CL (microscopio de varrido con catodoluminescencia) dun gran de circón mostrando zonacións e policiclos (estrutura de núcleo e bordo).

O circón foi moi importante durante a evolución dos métodos de datación radiométrica. Os circóns conteñen cantidades traza de uranio e torio (desde 10 ppm ata 1 en porcentaxe en peso ou masa) e poden datarse usando varias técnicas analíticas modernas. Como os circóns poden sobrevivir a procesos xeolóxicos como a erosión, o transporte e mesmo un alto grao de metamorfismo, conteñen un rexistro rico e variado dos procesos xeolóxicos. Actualmente, os circóns dátanse normalmente polos métodos de uranio-chumbo (U-Pb), trazas de fisión, catodoluminescencia, e U+Th/He. Por exemplo, poden usarse as imaxes de emisión de catodoluminescencia de electróns rápidos como unha ferramenta de precribado para a espectrometría de masas de ións secundarios de alta resolución (ou SIMS, do inglés high-resolution secondary-ion-mass spectrometry) para obter imaxes do padrón de zonación e identificar rexións de interese para a análise isotópica. Isto faise usando unha catodoluminescencia integrada con microscopio electrónico de varido. Os circóns en rochas sedimentarias serven para identificar a fonte dos sedimentos.

A antigüidade dos circóns de Jack Hills no Terreo dos gneis de Narryer do cratón de Yilgarn, Australia Occidental medida polo método de U-Pb é de 4404 millóns de anos, o que se interpreta que é a idade da súa cristalización, o que os fai os minerais máis antigos datados ata agora na Terra. Ademais, as composicións isotópicas do oxíxeno dalgúns destes circóns foron interpretadas como unha indicación de que hai 4400 millóns de anos había xa auga sobre a superficie da Terra. Esta interpretación está apoiada por datos de elementos traza adicionais, pero tamén está suxeita a debate. En 2015, atopáronse "restos de vida biótica" en rochas de hai 4100 millóns de anos nas Jack Hills de Australia Occidental. Segundo dixo un dos investigadores, "se a vida se orixinou relativamente cedo na Terra ... entón podería ser común no Universo."

 Minerais similares 
Hafnón (), xenotima (), béhierita, schiavinatoíta (), torita () e coffinita (), todos os cales teñen a mesma estrutura cristalina (IVX IVY O4, ou IIIX VY O4 no caso da xenotima) do circón.

 Galería 

 Notas 

 Véxase tamén 
 Outros artigos 

 Baddeleyita, 
 Microscopio de catodoluminescencia
 Terra temperá fría
 Historia da Terra
 Ilmenita

 Bibliografía 

 Ligazóns externas 

Xeoquímica de circóns antigos 
Galerías de minerais
GIA Gem Encyclopedia - Zircon Artigos on line e información sobre a historia do circón, acervo popular e investigación
Zircon Industry Association

Categoría:Silicatos
Categoría:Xemas